En algún lugar del Atlántico Norte, a más de un kilómetro bajo su superficie, un arrecife de coral de agua fría se extiende a lo largo de un monte submarino sin nombre. A pesar de que nunca apareció en un mapa, este bosque submarino existe desde hace siglos y crece uno o dos centímetros cada año.
El arrecife es hogar y lugar de alimentación para docenas de especies que dependen de él del mismo modo que una criatura del bosque depende de los árboles. Ha sobrevivido a edades de hielo, pero si sobrevivirá a las crecientes presiones de la pesca industrial, la minería en aguas profundas y el cambio climático es, en parte, una cuestión de datos. Si no sabemos que existe, ¿cómo podemos protegerlo?
Un nuevo proyecto llamado Deep Vision podría transformar fundamentalmente nuestra comprensión de las profundidades del océano al profundizar en imágenes y videos que en gran medida no se han examinado en archivos de investigación de todo el mundo. Mediante el uso de IA, se pueden analizar miles de horas de imágenes del fondo marino para producir los primeros mapas completos de los ecosistemas marinos vulnerables en toda la cuenca del Atlántico.
Durante las últimas dos décadas, vehículos submarinos robóticos y autónomos han recopilado grandes cantidades de imágenes de las profundidades del mar. Esto representa un recurso extraordinario: un registro de ecosistemas que la mayoría de los humanos nunca verá.
La dificultad es que jamás se ha analizado menos de la mitad de estas imágenes. Un analista humano capacitado puede tardar dos meses en procesar una sola inmersión. Multiplique eso por miles de inmersiones y comenzará a apreciar por qué este tesoro de información ha permanecido en gran medida encerrado.
Estoy convencido de que la solución es la inteligencia artificial.
En una investigación publicada en 2022, mis colegas y yo demostramos que se podía entrenar la IA para analizar con éxito más de 58.000 imágenes de las profundidades marinas en menos de diez días. El modelo de IA nos ayudó a mapear la distribución de un frágil xenofióforo (un organismo unicelular gigante que es un indicador reconocido de ecosistemas marinos vulnerables) a una profundidad de 1.200 metros en el Atlántico nororiental. Lo que a un analista humano le habría llevado muchos meses se logró en días.
La IA también proporciona coherencia. Los analistas humanos, por expertos que sean, no siempre están de acuerdo entre sí. De hecho, no siempre están de acuerdo consigo mismos: un investigador que identifica especies marinas puede clasificar los especímenes de manera diferente en diferentes momentos. Una máquina comete errores, pero los comete de manera constante, lo que significa que estos errores pueden identificarse, corregirse y contabilizarse.
Bosques de las profundidades
Deep Vision se centra específicamente en lo que llamamos taxones indicadores de ecosistemas marinos vulnerables, como los corales y las esponjas de aguas profundas.
Estos son los organismos que considero los bosques de las profundidades. En un entorno donde no hay plantas que proporcionen hábitat, estos animales cumplen esta función. Son organismos clave en el sentido más literal: si se eliminan, el ecosistema colapsa.
Una vez que la IA haya extraído las observaciones de biodiversidad de las imágenes, la siguiente etapa es construir modelos de idoneidad del hábitat: mapas predictivos que amplíen nuestra comprensión más allá de los lugares específicos donde las cámaras han estudiado.
Nuestra investigación muestra que los modelos de idoneidad de hábitat de alta resolución son una herramienta útil en la gestión espacial, capaz de informar decisiones sobre dónde deben ubicarse las áreas marinas protegidas. Sin embargo, la calidad de los datos del fondo marino subyacente sigue siendo fundamental para su buen desempeño.
Como biólogo marino, a veces me preguntan por qué la gente debería preocuparse por una esponja que vive a dos kilómetros bajo la superficie del Atlántico. Es una pregunta justa y la respuesta es más inmediata de lo que la mayoría de la gente espera. Estos animales reciclan nutrientes esenciales y desempeñan un papel clave en el ciclo del carbono, y eso nos afecta a todos.
El océano es la sala de máquinas de un sistema planetario que sustenta la vida, y su gestión eficaz depende de tener la mejor comprensión posible de las especies y ecosistemas que contiene.
Si este proyecto tiene éxito en el Atlántico, los métodos podrían replicarse en otras cuencas oceánicas. El Pacífico, el Océano Índico y el Océano Austral presentan los mismos desafíos de datos insuficientes y un vasto territorio inexplorado.
Kerry Howell, profesor de ecología de aguas profundas, Laboratorio Marino de Plymouth
